[實用新型]煤層瓦斯動力作用模擬系統

無效

• 申請號: 200820041501.4
• 申請日: 2008-07-25
• 公開（公告）號: CN201247546Y
• 公開（公告）日: 2009-05-27
• 發明（設計）人: 嚴家平;謝焰;李建樓;劉寶和;劉開鵬
• 申請（專利權）人: 安徽理工大學;揚州華寶石油儀器有限公司
• 主分類號: G09B25/00
• 分類號: G09B25/00
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司
• 代理人: 余成俊

技術領域

本實用新型屬于一種煤層瓦斯動力作用物理模擬試驗設備。

背景技術

由于煤中瓦斯的物質組成和賦存條件的復雜性，煤體中的瓦斯的吸附、解吸、擴散、滲流和突出的過程是一個非常復雜的過程，伴隨著聲、光、電、熱、磁等效應；分析和利用這些效應產生的機理，探討與解決瓦斯動力作用的防治技術問題。

目前為止，對于含瓦斯煤體的固-氣耦合介質分離方法的研究還不多，關于煤與瓦斯動力作用的模擬實驗研究成果還很少。在這種情況下，研究含瓦斯煤體的固-氣耦合介質分離方法并研制相應的實驗設備，顯得尤為重要。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種煤層瓦斯動力作用模擬系統，通過建立實驗系統，可以模擬煤層樣品的壓實、煤層瓦斯氣運移、煤與瓦斯突出以及不同壓力條件下的煤的微觀結構變化，為礦井瓦斯災害防治以及勘探開發工藝研究等提供實驗研究技術。

本實用新型的技術方案如下：

煤層瓦斯動力作用模擬系統，包括有注氣系統、裝樣系統、壓實系統和信息采集系統，其特征在于所述的裝樣系統，包括有布置多種信息傳感器的高壓缸體一端安裝有卸氣閥門，另一端為密封加壓柱塞；所述的液壓柱塞內有液壓油腔，液壓柱塞中間有貫穿柱塞的進氣管，所述的進氣管穿過另一端蓋；所述的注氣系統由高壓氣瓶、調壓閥、管閥件等組成，向進氣管提供瓦斯氣體；所述的壓實系統包括有液壓泵站，向液壓柱塞內的液壓油腔注油，提供油壓；所述的裝樣、壓實、注氣過程的數據采集由信息采集系統控制。

所述的裝樣系統，其特征在于所述的卸氣閥門的結構為：排放口上安裝有前端蓋，所述的前端蓋通過支座鉸接有壓桿及卡座，所述的壓桿中間安裝有螺栓，所述的螺栓頂在所述的前端蓋上，卡座端部有卡鉤卡在壓桿端部，所述的卡座上連接有觸發拉繩。

本實用新型系統的操作流程：

1、打開缸體端蓋裝樣。裝樣的過程中，根據設計位置依次放入煤巖壓力傳感器，裝樣程序結束后，安裝前端蓋。

2、使用液壓泵給缸體的液壓活塞內液壓油缸提供高壓液體，推動液壓活塞，對煤樣品進行壓實。

3、打開缸體上的溫度、氣壓和電磁的測量孔，用電鉆對壓實后的煤樣鉆孔，安裝傳感器。

4、使用高壓氣瓶通過進氣管向缸體高壓煤樣內注氣，通過流量計測量注氣量。至此，完成了含瓦斯煤體天然狀態的模擬。

5、根據實驗內容的不同，一是打開排氣閥門，使瓦斯氣體流經流量計，觀測氣體排出量與速度，以及瓦斯運移過程中伴生的物理現象；一是快速開啟大口徑端蓋，觀測煤與瓦斯突出動力特征及物理效應。

6、從實驗開始到實驗結束，計算機內軟件同步運行，通過RS232串口通信對實驗數據進行動態采集和顯示。

本實用新型模擬系統可以再現煤層瓦斯運移和突出的過程，再現煤巖應力集中和應力釋放的過程，以及其它相關的物理效應實驗研究。

附圖說明

圖1為本實用新型系統工作原理框圖。

圖2為本實用新型缸體結構示意圖。

具體實施方式

煤層瓦斯動力作用模擬系統，包括有注氣系統、裝樣系統、壓實系統和信息采集系統。裝樣系統包括有缸體1，缸體1為耐腐蝕、耐高壓材料制作，為降低加工難度，提高工藝性，缸體1設計分為兩節，內壁拉毛，以防串流，其中一節安裝排放端蓋2，排放端蓋2上有排放口，排放端蓋上安裝快開式卸氣閥門3，另一節裝有液壓柱塞4、液壓缸端蓋5，液壓柱塞4、液壓缸端蓋5之間有密封機構，液壓缸端蓋5外有密封調節機構，以便由于密封機構磨損后可通過壓緊密封圈保證密封，密封結構和液壓柱塞4可以拆卸。快開式卸氣閥門分別為不同的口徑。

液壓柱塞4內有液壓油腔6，液壓柱塞4中間有貫穿柱塞的進氣管7，進氣管7穿過液壓缸端蓋5。

缸體1設置有測量孔8，為4排測量孔，分別為多個氣壓測量孔、煤巖壓力信號引出孔、溫度信號引出孔和電磁信號引出孔，每個信號引出口可拆且密封。

缸體1安裝于支架上，可通過蝸輪蝸桿機構實現180度手動翻轉、傾角、定位。傾角可示值，鎖緊定位。支架通過地腳螺絲固定到地面上。

注氣系統由高壓氣瓶、調壓閥、管閥件等組成，向進氣管提供瓦斯氣體。

壓實系統包括有液壓泵站，向液壓柱塞內的液壓油腔6注油，提供油壓，壓實煤層。

所述的裝樣、壓實、注氣過程的數據采集由信息采集系統控制。

傳感器及儀表電路